拆解明纬HDR-15-12轨道式开关电源

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明纬的开关电源应该算上电源里数一数二的产品了
今天拆一个HDR-15-12型电源看一看它的内部结构
学习一下优质产品的设计、构造

首先是被拆对象，HDR-15-12型开关电源供应器
这是一款适合安装在DIN导轨上面的小型电源
额定功率15W，输出电压12V
当然，这个家族还有其它规格的产品，输出电压从5V涵盖48V都有




实物是这样的，如果说在工业产品里，这算是很小巧的一个电源了
只有1SU（17.5mm）的厚度


正面的铭牌，标有电源输出参数信息，由于设计为导轨安装
很有可能周围还有其它设备作邻居，因此，把电源最重要的参数信息标注在面板上
输入范围很宽，AC85V-264V，输出12V 1.25A
可以让使用者或维护人员一目了然，当然，面板上还有一个电压调整旋钮
标注电源可调范围为10.8V-13.8V


侧面，是一些相对不甚重要的信息，包括型号
认证标识，厂家信息等


另一面什么都没有


底部，底部是卡扣设计，用于安装在DIN导轨上
这个电源适用于安装在TS-35/7.5或TS-35/15这两种型号的导轨上


卡扣的细节，弹性很好，力度适中，分别是卡扣收回和伸出的状态
这个卡扣，无论伸出还是缩回都可以锁定
不像有些设备的卡扣都是处于伸出位，必须用外力撬动才能缩回去





下面开拆，电源为非密封的塑壳结构，卡扣固定，可以在侧面看到4个卡扣
用螺丝刀按下就可以将外壳分离了


外壳为2部分，电源板通过外壳上的定位槽固定，不用螺丝


塑料外壳做工还算精细，没有明显的毛刺，契合也很好
没有模具信息



这是电源板了
根据电源的形状所限，不是常规方正的外形
而是做成了馒头型，元件排布还算紧凑
直插、贴片元件均有应用
对于功率只有15W的小电源来说，这个尺寸肯定足够



电源板由2块印刷线路板组成，垂直安装的，主要是为了改变接口的方向


细节方面，在接口板和主板之间，专门有绝缘片隔离
而且这个绝缘片是专门折弯了90°的，底下是一颗高压侧保险丝，1.2A
这样覆盖很充分


高压输入部分，一级EMI电路，这个电源2线输入，没有设计PE线
所以只有X电容，没有Y电容


高压侧带有压敏电阻保护电路，并联在主滤波电容两端
当输入电压过高时，压敏电阻被击穿导致电源短路
要么烧保险，要么跳断路器，保护后的电路避免故障扩大


高压侧整流桥，贴片安装的TDF20K，银河微电子出品
参数：800V 2.0A
旁边标有R750的贴片电阻是高压电流采样电阻，2512封装，0.75Ω




高压侧PTC，用于减少上电时高压滤波电容充电导致的电流冲击


高压侧滤波电容
400V 27uF的异形电容，耐温105℃，红宝石的


看看这个电源的主控是什么吧
德州仪器的UCC28740，具有恒压、恒流功能的反激控制器
和大家熟悉的UC3842\3843等pwm控制器不同
UCC28740多了一个恒流功能，通过原边反馈，可以让电源在一定范围内工作在恒流模式
感觉是变成了恒压限流电源，对于这种电源来说，恒流可以作为一种保护。






开关管，SVF7N65，这是一颗7A 650V的MOSFET，Rds为1.1Ω
15W的电源，用在这里余量很大






作为单端反激电源，变压器高压侧的尖峰吸收电路是不能少的
这4个家伙构成了高压侧尖峰吸收电路，丝印A7的是快恢复二极管BAV99



变压器，尺寸大约20mm*15mm*10mm
15W的单端反激电源，这个尺寸的磁芯可以满足需要


变压器下方的PCB做了开槽处理


从变压器出来，就到了低压侧
低压侧的第一个元件应该是整流管，这里用的是贴片PT10L100SP
一颗100V 10A的肖特基二极管，同时带有阻容吸收电路




低压侧滤波电容，16V 1000uF和16V 220uF的2个电容组成，
都是红宝石的，耐温105℃，中间安装有共模电感滤波器


低压稳压电路，采用经典的431+817光耦的方案，
简单可靠，使用方便
431采用的贴片AS431I（丝印GB9），光耦仍然是经典的PC817




指示灯，侧向安装的蓝色LED
不得不说，这个蓝色的指示灯，要比常见的黄绿色指示灯醒目的多但不是很刺眼，很让人喜欢。




拆完了，看看这个电源输出怎么样吧
上电试试，这是初始状态，输出电压12.01V，应该是出厂时调好的，很准确


试试电源的调节范围
铭牌上标注电源的可调范围是10.8V-13.8V
经测试实际空载可调范围是8.93V-14.25V
按厂家的说明，电源在标称的可调范围内能够保证性能
而超过标称可调范围，是有输出，但是性能不能保证
很明显的是，单端反激式电源，受到占空比所限，电压调到最低时
已经开始出现“打嗝”，明显不在正常的工作状态



至于电流测试，手上的负载要么太小，要么太大，还真没有合适的
就不测试了，从电源的内部结构看，输出15W应该是没有压力的
至于电源的纹波、温升这些都要配合负载去做，待有合适负载再说
当然，自己不测不代表厂家不测试，发现人家厂家已经让自己的产品通过了各种测试的蹂躏
并拿到了各种认证，人家可以光明正大拿给用户，这些，可以很方便从网站上下载



最后，科普一下什么是单端反激式电源？
请看，主电路如下架构的，就是反激式开关电源



变压器初级和次级绕组反相工作，其原理就是：MOSFET开通时，电源Vin向变压器内充入能量，能量储存在变压器磁芯里
MOSFET关断时，磁芯内能量通过次级绕组释放，经过二极管D整流，电容C滤波供给负载使用。
反激式电源的好处是什么呢？这种电源电路简单，生产容易，可调范围宽（调整MOS驱动占空比），还能提供很好的隔离。
市场上像什么电瓶车充电器、手机充电器、电源适配器等等这些几十瓦的开关电源，绝大多数都是反激结构的；
这种电源能够简单到什么程度呢，说不好听的，过去那种单管13001驱动的山寨电源，都是反激结构的。
不过伟大领袖教导我们说：一切事物都是具有两面性的
有优点就会有缺点，反激式电源最大的缺点就是功率做不大！一般能做到150W左右好像就是极限了，通常，100W以下的电源，都可以考虑反激架构
究其原因，一个是受到驱动PWM占空比的限制，另一点就是变压器初级在开关管关断时会产生极高的反电动势，随功率增大，对开关管的要求也会极大提高。
成本提高了，制作难度加大了，可靠性还降低了，自然就不会去做大功率反激式电源了，有更好的正激式或推挽式干嘛不用呢。






完，谢谢观赏

yyw15

好精美的开关电源，谢谢楼主！

8139

拆机讲解的都很好，赞:lol:

digitliferr

只有没有干扰的场合才敢用这种电源，普通工业环境很少用这种电源，容易导致PLC、传感器信号错误或停机

lsen8

头次见这种型式的开关电源，

shengyin854

我也是头次见这种型式的开关电源，

digitliferr

shengyin854 发表于 2021-2-15 15:45
我也是头次见这种型式的开关电源，

一般工业环境不用这种电源，尤其是在有PLC、单片机等场合下

梅花一党

很小巧可爱。

whseen

估计下一代应该会采用平面变压器，可以用电路板布线替代绕线。

xnc数码

14.25伏充12伏铅酸蓄电池，相当不错

mhtlov

好详细啊，做工不错

aacyxjz

谢谢分享，做工真不错

songyufeng9

拆解加上分析，厉害了。支持一下。

吾见刚正

好精美的开关电源，谢谢楼主！

kygggg

谢谢分享，这内部看着像个手机充电器。

yagamixp

做工还真的不错啊

zdxnh

明纬电源，真材实料！

ham2002

做的实在是好啊！
感谢资料分享！

夏秋之间

前几天安装设备，正好看到了这款电源，只不过是输出24v

390376626

我之前拔了微软平板就拆电源，里面电容放电，把我电的。。。